(57)【要約】【課題】  導光板の表面側及び／又は裏面側に配置する光触媒の表面積を大きく確保することのできる浄化装置の実現。【解決手段】  導光板12と、該導光板12の一端面12ａに沿って配置されると共に光触媒活性化作用を有する波長の光を放射する光源14を備え、上記導光板12の表面上及び裏面上に透明板22を配置すると共に、該透明板22の表面に、アナターゼ型の酸化チタン（ＴｉＯ２）等より成る光触媒を保持して成る多数の透光性の多孔質吸着材24を、透光性の接着剤26を介して固着配置した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板と、該導光板の端面から導光板内部に光触媒活性化作用を有する波長の光を入射する光源とを備え、上記導光板の表面側及び／又は裏面側に、透光性の多孔質吸着材を多数配置すると共に、上記多孔質吸着材の表面及び細孔内に光触媒を保持せしめて成ることを特徴とする浄化装置。
【請求項２】
上記導光板の表面及び／又は裏面上に透明板を配置し、該透明板の表面に、上記多孔質吸着材が透光性の接着剤を介して固着されていることを特徴とする請求項１に記載の浄化装置。
【請求項３】
上記導光板の表面及び／又は裏面に、上記多孔質吸着材を配置すると共に、これら多孔質吸着材を網状部材で被覆したことを特徴とする請求項１に記載の浄化装置。
【請求項４】
上記導光板の表面側及び／又は裏面側に、上記多孔質吸着材と共に反射材を配置したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、表面側及び／又は裏面側に光触媒が配置された導光板と、光触媒を活性化させる光源を備えた浄化装置に係り、特に、導光板の表面側及び／又は裏面側に配置する光触媒の表面積を大きく確保することのできる浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化チタン（ＴｉＯ２）等の光触媒は、紫外線等の光の照射を受けると活性化して強力な酸化還元作用を生じ、窒素酸化物（ＮＯＸ）、硫黄酸化物（ＳＯＸ）等の有害化合物や汚濁物等を効果的に分解する作用を発揮するものであることから、この光触媒を表面側及び／又は裏面側に配置した導光板と、光触媒を活性化させる光源を備えた浄化装置が従来から用いられている。
ところで、上記光触媒による有害化合物や汚濁物等の分解は、これら有害化合物や汚濁物等が光触媒に接触することによって生じる作用である。従って、光触媒による空気や水の浄化能力を向上させるためには、光触媒の表面積をできるだけ拡大することが望ましい。
【０００３】
そこで、本出願人は、先に、導光板と光源とを備え、上記導光板の表面側及び／又は裏面側に、表面を光触媒で被覆された多数の繊維状体を立設状態で配置して成る浄化装置を提案した（特願２００３−８２７６５号）。
図６及び図７に示すように、この浄化装置70は、導光板72と、該導光板72の一端面72ａに沿って配置された光源74と、該光源74の外側方を覆う反射板76を備えている。また、上記光源74の配置される導光板72の一端面72ａ以外の端面には反射テープ78が被着されている。
上記導光板72の表面及び裏面には、略円錐形状の反射凹部80が多数形成されている。この反射凹部80は、導光板72の一端面72ａから入射してきた光を導光板72の表面側及び裏面側に反射させて、導光板72の表面及び裏面全体から光を均一に放射させるために設けられたものである。
【０００４】
さらに、導光板72の表面上及び裏面上には透明板82が配置されており、図７に拡大して示すように、該透明板82の表面に、酸化チタン（ＴｉＯ２）等より成る光触媒84で被覆された多数の細長い繊維状体86が、接着剤88を介して、上記透明板82表面に対して略垂直に立設状態で被着されている。この結果、導光板72の表面側及び裏面側に、光触媒84で被覆された繊維状体86が多数配置されることとなる。上記繊維状体86は、ガラス繊維や樹脂繊維等の繊維90の表面に光触媒84をコーティングして構成されているものである（図８及び図９）。
【０００５】
上記浄化装置70は、光源74から光触媒活性化作用を有する波長の光が放射されると、該光は導光板72の一端面72ａから導光板72内部に入射した後、上記反射凹部80で反射されて導光板72の表面及び裏面から出射し、さらに、透明板82を透過して光触媒84を活性化することにより、空気や水の浄化を行うことができるようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記浄化装置70にあっては、導光板72の表面及び裏面上に配置した透明板82の表面に、光触媒84で被覆された多数の繊維状体86を、透明板82表面に対して略垂直に立設状態で被着したことから、光触媒84が配置される導光板72の表面側及び裏面側の表面積が、被着された多数の繊維状体86の表面積分増大することとなり、この結果、導光板72の表面側及び裏面側に配置される光触媒84の表面積を飛躍的に拡大することができるのである。
しかしながら、光触媒による空気や水の浄化能力を向上させるためには光触媒の表面積をできるだけ拡大することが望ましいことから、導光板の表面側及び／又は裏面側に配置する光触媒の表面積を、より一層大きく確保できる浄化装置の出現が望まれていた。
【０００７】
本発明は、上記要請に応えるためになされたものであり、その目的とするところは、導光板の表面側及び／又は裏面側に配置する光触媒の表面積を大きく確保することのできる浄化装置の実現にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明に係る浄化装置は、導光板と、該導光板の端面から導光板内部に光触媒活性化作用を有する波長の光を入射する光源とを備え、上記導光板の表面側及び／又は裏面側に、透光性の多孔質吸着材を多数配置すると共に、上記多孔質吸着材の表面及び細孔内に光触媒を保持せしめて成ることを特徴とする。
【０００９】
上記多孔質吸着材は、例えば、導光板の表面及び／又は裏面上に配置された透明板の表面に、透光性の接着剤を介して固着される。また、導光板の表面及び／又は裏面に、上記多孔質吸着材を配置すると共に、これら多孔質吸着材を網状部材で被覆しても良い。
【００１０】
上記導光板の表面側及び／又は裏面側に、上記多孔質吸着材と共に反射材を配置するのが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の浄化装置にあっては、導光板の表面側及び／又は裏面側に、比表面積が極めて大きい多孔質吸着材を多数配置すると共に、これら多孔質吸着材の表面及び細孔内に光触媒を保持せしめたことから、導光板の表面側及び／又は裏面側に配置する光触媒の表面積を大きく確保することができる。
【００１２】
尚、導光板の表面側及び／又は裏面側に、上記多孔質吸着材と共に反射材を配置した場合には、光触媒を活性化させる光を様々な方向に反射させて光触媒への照射効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づき、本発明に係る浄化装置の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る第１の浄化装置10を示すものであり、該第１の浄化装置10は、アクリル樹脂、ガラス、ポリカーボネート樹脂等の透光性材料より成る導光板12と、該導光板12の一端面12ａに沿って配置された冷陰極管より成る光源14と、該光源14の外側方を覆う反射板16を備えている。
また、上記光源14の配置される導光板12の一端面12ａ以外の端面には、光反射率の高い金属等より成る反射テープ18が被着されている。
上記光源14は、光触媒活性化作用を有する波長の紫外線や可視光等の光を放射するものであり、上記冷陰極管に限らず、発光ダイオード（ＬＥＤ）等を用いることもできる。
【００１４】
上記導光板12の表面及び裏面には、略円錐形状の反射凹部20が多数形成されている。この反射凹部20は、導光板12の一端面12ａから入射してきた光を導光板12の表面側及び裏面側に反射させて、導光板12の表面及び裏面全体から光を均一に放射させるために設けられたものである。すなわち、導光板12の表面に形成された反射凹部20で反射された光は導光板12の裏面側に導かれ、導光板12の裏面に形成された反射凹部20で反射された光は導光板12の表面側に導かれる。
上記反射凹部20の寸法は、導光板12の厚さが５mmの場合において、深さが0.085mm〜0.116mm程度、隣接する反射凹部20間のピッチは0.5mm程度と成される。
上記反射凹部20は、導光板12の表面及び裏面にレーザ照射を行うことにより形成することができる。
【００１５】
上記導光板12の表面上及び裏面上には透明板22が配置されており、該透明板22の表面に、アナターゼ型の酸化チタン（ＴｉＯ２）等より成る光触媒（図示せず）を保持して成る多数の透光性の多孔質吸着材24が、透光性の接着剤26を介して固着配置されている。
尚、光触媒としては、上記酸化チタン以外に、ＺｎＯ、ＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、Ｆｅ２Ｏ３等、光触媒作用を有する他の金属酸化物を用いることができるが、アナターゼ型の酸化チタンが、光触媒活性に優れており最も好適に使用できる。
また、上記光触媒は、紫外線の照射を受けて活性化する光触媒だけでなく、可視光の照射を受けて活性化する可視光型光触媒を用いることもできる。
上記透光性の接着剤26は、例えば、アルカリシリケート結合物、エチルシリケート結合物、アルコキシラン結合物、有機官能基を部分的に導入したアルコキシラン結合物及び有機ポリマーを反応させたアルコキシラン結合物等の無機結合材やハイブリッド系無機結合材を用いることができる。
【００１６】
上記透光性の多孔質吸着材24は、径が１０ｎｍ〜５０ｎｍ程度の細孔を多数有する直径０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度のビーズ状のシリカゲルで構成されており、細孔の比表面積が５０ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇ程度と極めて大きいものである。光触媒は、上記多孔質吸着材26の表面のみならず、細孔内にも吸着保持されている。
上記多孔質吸着材26の表面及び細孔内に光触媒を保持させるには、例えば、粒径が多孔質吸着材26の細孔径より小さい光触媒微粒子の分散液中に、多孔質吸着材26を浸漬した後、乾燥・焼成させることにより行うことができる。
【００１７】
上記第１の浄化装置10にあっては、光源14から光触媒活性化作用を有する波長の光（紫外線や可視光）が放射されると、該光は導光板12の一端面12ａから導光板12内部に入射した後、上記反射凹部20で反射されて導光板12の表面及び裏面から出射し、さらに、透明板22を透過して多孔質吸着材24に保持された光触媒に照射される。この結果、光触媒が活性化して空気や水の浄化を行うことができるのである。
【００１８】
上記第１の浄化装置10は、導光板12の表面及び裏面上に配置した透明板22の表面に、
比表面積が極めて大きい多孔質吸着材24を多数配置すると共に、これら多孔質吸着材24の表面及び細孔内に光触媒を保持せしめたことから、導光板12の表面側及び裏面側に配置される光触媒の表面積を大きく確保することができる。
上記の通り、多孔質吸着材24及び接着剤26は透光性を有していることから、多孔質吸着材24の表面及び細孔内に保持した光触媒に光を十分に照射することが可能である。また、多数の細孔を有する多孔質吸着材24は、通気性、通水性に優れていることから、光触媒と、空気や水との接触効率が良好である。
尚、光源14から放射された光の中で、導光板12の一端面12ａ側へ向かわなかった光も、上記反射板16で反射させて導光板12の一端面12ａ側へ導くことができるため、光触媒30の活性化効率が高い。
さらに、上記反射テープ18により、導光板12の一端面12ａ以外の端面から光が逃げるのを防止することができるようになっている。
【００１９】
図２は、第１の浄化装置10の変形例を示すものであり、この第１の浄化装置10の変形例は、導光板12の表面上及び裏面上に配置した透明板22の表面に、多数の多孔質吸着材24と共に複数のビーズ状の反射材28を、透光性の接着剤26を介して固着配置して成る。
上記反射材28は、アルミニウム等の光反射率の高い材料で構成することができる。また、表面が光反射率の高い白色と成された部材で反射材28を構成しても良い。
このように、多孔質吸着材24と共に反射材28を用いることにより、光触媒を活性化させる光を様々な方向に反射させて光触媒への照射効率を向上させることができる。
【００２０】
図３は、本発明に係る第２の浄化装置30を示すものであり、該第２の浄化装置30は、導光板12の表面及び裏面に、多数の多孔質吸着材24を配置すると共に、これら多孔質吸着材24を、多数の連通孔32を備えた網状部材34で被覆して構成したものである。この網状部材34は、金属や樹脂等の適宜な材料で構成することができる。
この第２の浄化装置30にあっても、導光板12の表面及び裏面に、比表面積が極めて大きい多孔質吸着材24を多数配置すると共に、これら多孔質吸着材24の表面及び細孔内に光触媒を保持せしめたことから、導光板12の表面側及び裏面側に配置される光触媒の表面積を大きく確保することができる。
【００２１】
図４は、第２の浄化装置30の変形例を示すものである。この第２の浄化装置30の変形例は、導光板12の表面及び裏面に、多数の多孔質吸着材24と共に複数のビーズ状の反射材28を配置し、これら多孔質吸着材24及び反射材28を網状部材34で被覆して構成したものである。
このように、多孔質吸着材24と共に反射材28を用いることにより、光触媒を活性化させる光を様々な方向に反射させて光触媒への照射効率を向上させることができる。
【００２２】
図５は、複数の上記第１の浄化装置10を用いて構成した空気浄化装置40を示すものであり、該空気浄化装置40は、一側面に吸気口42を形成すると共に、上記一側面と対向する側面に排気口44を形成した筐体46の内部に、２個の上記第１の浄化装置10とファン48を収納することにより構成されている。
この空気浄化装置40は、上記ファン48を駆動させて、外部の空気を吸気口42から筐体46内に導入し、第１の浄化装置10の多孔質吸着材24に保持された光触媒と接触させて浄化した後、排気口44から排出する仕組みとなっている。
【００２３】
尚、光触媒の表面積を拡大させるため、上記網状部材34に光触媒を担持させるようにしても良い。
【００２４】
上記においては、導光板12の表面側及び裏面側の双方に、多数の多孔質吸着材24及び／又は反射材28を配置した場合について説明したが、導光板12の表面側又は裏面側の何れか一方にのみ、多孔質吸着材24を配置するようにしても良い。
また、上記においては、導光板12の一端面12ａに沿って光源14を配置した場合について説明したが、導光板12の複数の端面に沿って、それぞれ光源14を配置するようにしても良い。要するに、光源14は導光板12の少なくとも一端面に沿って配置されていれば良い。
【００２５】
また、上記においては、透光性の多孔質吸着材24をシリカゲルで構成した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、バイコールガラス等のｎｍ単位の多数の細孔を有する多孔質ガラスで上記多孔質吸着材24を構成しても良い。
【００２６】
尚、本発明の上記浄化装置10，30を、空気等の気体の浄化用に使用する場合には、上記多孔質吸着材24の表面をシリコン樹脂や、テトラフルオロエチレンの重合体（ポリテトラフルオロエチレン、ＰＴＦＥ）であるテフロン（登録商標）等の撥水性のある気体透過性樹脂で被覆しても良い。
このように、多孔質吸着材24の表面を撥水性のある気体透過性樹脂で被覆すると、多孔質吸着材24が空気中の水分を細孔内に吸着することが抑制され、その結果、浄化対象の気体を効率よく細孔内に吸着して、細孔内の光触媒と接触させることができる。
また、第１の浄化装置10の場合には、上記シリコン樹脂やテフロン（登録商標）等の撥水性のある気体透過性樹脂を透光性の接着剤26として用いて、多数の多孔質吸着材24を、導光板12の表面及び裏面上に配置した透明板22の表面に固着するようにしても良い。この場合にも、接着剤26として用いた撥水性のある気体透過性樹脂によって、多孔質吸着材24が空気中の水分を細孔内に吸着することが抑制され、その結果、浄化対象の気体を効率よく細孔内に吸着して、細孔内の光触媒と接触させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る第１の浄化装置を模式的に示す概略断面図である。
【図２】第１の浄化装置の変形例を模式的に示す概略断面図である。
【図３】本発明に係る第２の浄化装置を模式的に示す正面図である。
【図４】第２の浄化装置の変形例を模式的に示す正面図である。
【図５】本発明に係る第１の浄化装置を複数個組み合わせて形成した空気浄化装置を模式的に示す概略断面図である。
【図６】従来の浄化装置を示す断面図である。
【図７】従来の浄化装置の要部を拡大して示す概略断面図である。
【図８】従来の浄化装置における繊維状体の拡大縦断面図である。
【図９】従来の浄化装置における繊維状体の拡大横断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
10  第１の浄化装置
12  導光板
14  光源
24  多孔質吸着材
26  透光性の接着剤
28  反射材
30  第２の浄化装置
34  網状部材
40  空気浄化装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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